(57)【要約】【課題】乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させる。【解決手段】ＩＲカメラ１が、車室内の熱画像を撮像して熱画像データを取得し、マイクロコンピュータ２が、ＩＲカメラ１により取得された熱画像データを利用して乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度を計測する。そして、状態制御装置４が、マイクロコンピュータ２により計測された温度及び設定温度に基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、及び風量を決定し、風向制御装置３は、マイクロコンピュータ２により計測された温度が所定値以上又は所定値以下である場合、乗員の温感に影響を及ぼす部位を直接冷房又は暖房するように吹き出し風向を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、車室内の熱画像を撮像して熱画像データを取得する熱画像データ取得手段と、
前記熱画像データ取得手段により取得された熱画像データを利用して、乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度を計測する温度検出手段と、
前記温度検出手段により計測された温度及び設定温度に基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、及び風量を決定する空調状態決定手段と、
前記温度検出手段により計測された温度に基づいて、空気の吹き出し風向を制御する風向制御手段とを備え、
前記風向制御手段は、前記温度検出手段により計測された温度が所定値以上又は所定値以下である場合、前記部位を直接冷房又は暖房するように吹き出し風向を制御すること
を特徴とする車両用空調装置。
【請求項２】
前記温度検出手段は、
乗員の表面温度を検出する乗員温度検出手段と、
乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度を検出する周囲温度検出手段と、
車室内の温度を計測する室温検出手段と
を有することを特徴とする請求項１に記載の車両用空調装置。
【請求項３】
前記風向制御手段は、前記周囲温度検出手段により検出された温度と前記室温検出手段により検出された温度の差が所定値以上、若しくは、周囲温度検出手段により検出された温度と前記乗員温度検出手段により検出された温度の差が所定値以上の少なくとも一方の条件が満たされるのに応じて、周囲温度検出手段が温度を計測した部位を直接冷房若しくは暖房するように吹き出し風向を制御することを特徴とする請求項２に記載の車両用空調装置。
【請求項４】
前記温度検出手段は、少なくとも左右の座席別に温度を計測することを特徴とする請求項１から請求項３のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項５】
前記風向制御手段は、乗員が座っていない領域を制御対象としないことを特徴とする請求項１から請求項４のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置。
【請求項６】
乗員の温感に影響を及ぼす部位には、車両のガラス及びトリムの少なくとも一方が含まれることを特徴とする請求項１から請求項５のうち、いずれか１項に記載の車両用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車室内の温度を制御する車両用空調装置に関し、より詳しくは、乗員の周囲に存在する熱源が乗員に与える不快感を抑制することにより、車室内の快適性を向上させる技術に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、乗員の表面温度に応じて空調制御を行う車両用空調装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。従来までの車両用空調装置は、非接触温度センサを利用して、車室内の温度に略対応して表面温度が変化する内気温対応部位（例えば天井等）、車室外の温度の影響を受けて表面温度が変化する外気温対応部位（例えば、サイドガラスやリアガラス等）、及び日射の影響を受けて表面温度が変化する日射対応部位（例えば、乗員の着衣やシート等）の温度を検出し、内気温、外気温、及び日射量に応じて適切な室温制御を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９９２１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来までの車両用空調装置は、乗員の表面温度のみを制御対象としているために、日射や外気温等の影響で乗員の周囲に輻射熱を有する熱源が存在する場合には、乗員の表面温度を所定の目標値にするまでに多くの時間を要し、その間乗員は熱源の影響により、ヒエヒエ感やジリジリ感を感じて快適な状態にはならない。また逆に、乗員の表面温度を所定の目標値にするまでの時間を短縮するために、乗員の顔等の部位に直接風を当てた場合には、乗員によっては、顔に直接風が当たることで不快感を憶えることがある。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させる車両用空調装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明に係る車両用空調装置は、車両に搭載され、車室内の熱画像を撮像して熱画像データを取得する熱画像データ取得手段と、熱画像データ取得手段により取得された熱画像データを利用して、乗員の温感に影響を及ぼす部位の温度を計測する温度検出手段と、温度検出手段により計測された温度及び設定温度に基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、及び風量を決定する空調状態決定手段と、温度検出手段により計測された温度に基づいて、空気の吹き出し風向を制御する風向制御手段とを備え、風向制御手段は、温度検出手段により計測された温度が所定値以上又は所定値以下である場合、部位を直接冷房又は暖房するように吹き出し風向を制御する。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係る車両用空調装置によれば、乗員の近くに輻射熱を有する熱源が存在する場合、風向制御手段が、温度制御を行った風をその熱源に直接当てるように風向を制御するので、乗員に対する輻射熱の影響を抑え、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成及び動作について詳しく説明する。
【０００９】
〔車両用空調装置の構成〕
始めに、図１を参照して、本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成について説明する。
【００１０】
本発明の一実施形態となる車両用空調装置は、図１に示すように、ＩＲ（赤外線）カメラ１、マイクロコンピュータ２、風向制御装置３，及び状態制御装置４を主な構成要素として備える。
【００１１】
ＩＲカメラ１は、車室内の熱画像データを取得する。ここで、ＩＲカメラ１が取得する熱画像データは、表面温度が高い場所程濃度値が高い画像となる。また、ＩＲカメラ１は車室内の乗員全てが一枚の画像に写るような位置に設置してもよいし、車室内の座席毎にＩＲカメラ１を設置して乗員毎に画像を取得してもよい。なお、この実施形態では、１台のＩＲカメラ１を利用して少なくとも運転席と助手席に座っている乗員を写すこととする。
【００１２】
マイクロコンピュータ２は、ＩＲカメラ１が取得した熱画像データを画像処理することにより、乗員２０，２１（図２参照）が座っている座席を特定すると共に、乗員の顔２０ａ，２１ｂ（図２参照）の表面温度分布から顔の代表温度を検出する。また、マイクロコンピュータ２は、外的要因により温度が変化する車室内の部位（例えば、運転席側サイドガラス２２ａ，助手席側サイドガラス２３ａ，リアガラス２６、トリム等。図２参照）の温度を検出する。そして、マイクロコンピュータ２は、検出した温度値を風向制御装置３と状態制御装置４に入力する。
【００１３】
風向制御装置３は、マイクロコンピュータ２によって検出された温度値に基づいて、輻射熱を有する熱源に温度調整された空気が当たるように、空気の風向を制御する。状態制御装置４は、マイクロコンピュータ２によって検出された温度値と乗員が設定した温度（設定温度）とに基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、風量を決定する。
【００１４】
ここで、図３はこの車両用空調装置を機能的に表現した図を示し、図中、熱画像データ取得手段１１はＩＲカメラ１、温度検出手段１２（乗員温度検出手段１２１、周囲温度検出手段１２２、及び室温検出手段１２３）はマイクロコンピュータ２、風向制御手段１４は風向制御装置３、空調状態決定手段１３は状態制御装置４にそれぞれ対応する。
【００１５】
〔車両用空調装置の動作〕
次に、図４に示すフローチャートを参照して、上記車両用空調装置の動作（空調制御処理）について説明する。
【００１６】
図４に示すフローチャートは、車両用空調装置の電源がオン状態になるのに応じて開始となり、空調制御処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１７】
ステップＳ１の処理では、マイクロコンピュータ２が、以後の処理に使用するカウンタやフラグを初期設定状態に戻す初期化処理を実行する。これにより、このステップＳ１の処理は完了し、空調制御処理はステップＳ１の処理からステップＳ２の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ２の処理では、マイクロコンピュータ２が、ＩＲカメラ１を制御して車室内の熱画像データを処理領域（例えばＲＡＭ等）内に取得し、所定領域内の温度を検出する。より具体的には、このステップＳ２の処理において、マイクロコンピュータ２は、ＩＲカメラ１の設置位置に基づいて各検出対象の存在位置を特定し、所定領域内の温度分布から検出対象（乗員等）が所定領域内に存在するか否かを判別する。そして、マイクロコンピュータ２は、検出対象が所定領域内に存在する場合、所定領域内の平均温度や最大温度等の温度値をその所定領域の代表温度として検出する。
【００１９】
ここで、この実施形態では、マイクロコンピュータ２は、図２に示す、運転席乗員の頭部２０ａの温度ＴＨＤ、助手席乗員の頭部２１ａの温度ＴＨＰ、運転席側サイドガラス２２ａの温度ＴＷＤ、助手席側サイドガラス２３ａの温度ＴＷＰ、及び車室内温度として用いる天井２８の温度ＴＲを検出する。なお、この実施形態では、マイクロコンピュータ２は、天井８の温度ＴＲを車室内温度として検出したが、内気温センサ等の温度検出手段を車室内に設置し、温度検出手段の検出値を車室内温度としてもよい。これにより、このステップＳ２の処理は完了し、空調制御処理はステップＳ２の処理からステップＳ３の処理に進む。
【００２０】
ステップＳ３の処理では、状態制御装置４が、ステップＳ２の処理において検出した各部位の温度と、乗員が設定した温度とに基づいて、空気の吹き出し口位置、風温、風量等の車両のオートエアコンでの基本となる空調状態（モード）を決定し（詳しくは、前述の特許文献１を参照）、決定した空調状態で風を送り出す。これにより、このステップＳ３の処理は完了し、空調制御処理はステップＳ４の処理に進む。
【００２１】
ステップＳ４の処理では、風向制御装置３が、外的要因により温度が変化する車室内の部位に風を直接当てるべきか否かを判別する（風向判定処理）。より具体的には、風向制御装置３は、運転席側サイドガラス２２ａの温度ＴＷＤが所定値ＴＨｉｇｈより高い場合は冷たい風、所定値ＴＬｏｗよりも低い場合は暖かい風を直接当てるべきと判別する。ここで、風向制御装置３は、運転席側サイドガラス２２ａの温度ＴＷＤと天井２８の温度ＴＲの差が所定値ＴＤｉｆｆである場合に直接風を当てるべきと判別してもよい。また、風向制御装置３は、運転席側サイドガラス２２ａの温度ＴＷＤと運転席乗員の頭部２０ａの温度ＴＨＤとの差ＴＤｉｆｆが所定値以上である場合に直接風を当てるべきと判別してもよい。なお、助手席側の処理は上述の運転席側の処理と同じであるので、以下では、助手席側の処理に関する説明を省略し、運転席側の処理についてのみ説明する。これにより、このステップＳ４の処理は完了し、空調制御処理はステップＳ４の処理からステップＳ５の処理に進む。
【００２２】
ステップＳ５の処理では、風向制御装置３が、ステップＳ４の判別処理の結果に基づいて制御信号を出力して風向を制御する。より具体的には、外気温の影響で熱を有する運転席側サイドガラス２２ａに直接風を当てる必要がないと判別した場合、風向制御装置３は、図５に示すセンターベンチ３１，３２及びサイドベンチ３０，３３や、図示しない吹き出し口を用いて通常のオートエアコン状態になるように風向を制御する。一方、外気温の影響で熱を有する運転席側サイドガラス２２ａに風を当てる必要があると判別した場合には、風向制御装置３は、図５に示す運転席側センターベンチ３１から送り出す風量を少なくして、運転席側サイドベンチ３０から送り出す風量を増やすように風向を制御する。
【００２３】
また、図６（ａ）に示すように運転席側サイドベンチ３０及び助手席側サイドベンチ３３にルーバー３４が付いている場合、風向制御装置３は、運転席側サイドガラス２２ａ及び助手席側サイドベンチ３３に直接風が当たるようにルーバー３４を制御する。一方、運転席側サイドベンチ３０及び助手席側サイドベンチ３３にルーバー３４が付いていない場合には、図６（ｂ）に示すように、風の通路の一部を遮断する遮蔽板３５が必要に応じて運転席側サイドベンチ３０及び助手席側サイドベンチ３３の奥側に出てくるように制御することにより、運転席側サイドガラス２２ａ及び助手席側サイドガラス２３ａに風が当たりやすくするようにするとよい。また、図７に示すように、運転席側ドア２２のトリム上部に運転席側窓用吹き出し口３６を設置して、運転席側サイドガラス２２ａに直接風が当たるようにしてもよい。これにより、このステップＳ５の処理は完了し、風向制御処理はステップＳ５の処理からステップＳ６の処理に進む。
【００２４】
ステップＳ６の処理では、風向制御装置３が、制御信号の出力終了条件が成立しているか否かを判別する。ここで、制御信号の出力終了条件は、風向制御を一定期間同一の状態で継続するために、時間経過に基づいて決定するとよい。より具体的には、風向制御装置３は、制御開始から所定時刻ｔが経過した場合、若しくは、ステップＳ４の判別処理を行い風向制御が不必要と判別された場合において、出力終了条件が成立したと判別するとよい。そして、判別の結果、出力終了条件が成立している場合、風向制御装置３は、風向制御処理をステップＳ６の処理からステップＳ２の処理に戻す。一方、出力終了条件が成立していない場合には、ステップＳ７の処理としてマイクロコンピュータ２がステップＳ２の処理と同様の各部位の温度検出処理を行った後、風向制御処理は再びステップＳ６の処理に戻る。
【００２５】
以上の説明から明らかなように、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、乗員の近くに輻射熱を有する熱源が存在する場合には、風向制御装置３が、その熱源を積極的に冷暖房するように制御するので、乗員に与える輻射熱の影響を最小限に抑え、乗員の周囲に熱源が存在する際の車室内の快適性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、マイクロコンピュータ２が、乗員の表面温度と輻射熱を有する部位の温度、及び車室内の温度を計測し、風向制御装置３は、計測された温度に基づいて車室内の温度を制御するので、乗員の感覚に合わせた空調制御を行うことができる。
【００２７】
さらに、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、風向制御装置３が、輻射熱を有する熱源の温度と、乗員表面温度又は室温との差に応じて熱源を冷暖房するように制御するので、乗員や室内の状態が変化した場合であっても快適な空調制御を行うことができる。
【００２８】
また、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、風向制御装置３が、座席毎に輻射熱を最適な状態で抑制するので、車両の乗員毎の快適性を向上させることができる。
【００２９】
さらに、本発明の一実施形態となる車両用空調装置によれば、マイクロコンピュータ２が、乗員が所定領域内に存在するか否かを判別し、風向制御装置３は、乗員が存在する空間のみ風向制御処理を行うので、空調効率を向上させることができる。
【００３０】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態となる車両用空調装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すＩＲカメラのデータ取得領域を示す図である。
【図３】図１に示す車両空調装置の機能ブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態となる空調制御処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】空気吹き出し口の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態となる風向制御処理を説明するための図である。
【図７】サイドガラス下のトリムに設置された空気吹き出し口の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…ＩＲカメラ
２…マイクロコンピュータ
３…風向制御装置
４…状態制御装置
１１…熱画像データ取得手段
１２…温度検出手段
１２１…乗員温度検出手段
１２２…周囲温度検出手段
１２３…室温検出手段
１３…状態決定手段
１４…風向制御手段
２０…運転席乗員
２０ａ…運転席乗員の頭部
２１…助手席乗員
２１ａ…助手席乗員の頭部
２２…運転席側ドア
２２ａ…運転席側サイドガラス
２３…助手席側ドア
２３ａ…助手席側ドアサイドガラス
２４…運転席シート
２５…助手席シート
２６…リアガラス
２７…リアシート
２８…天井
３０…運転席側サイドベンチ
３１…運転席側センターベンチ
３２…助手席側センターベンチ
３３…助手席側サイドベンチ
３４…ルーバー
３５…遮蔽板
３６…運転席窓用吹き出し口
３７…助手席窓用吹き出し口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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